Способ измерения параметров крупномасштабных структур в турбулентных течениях

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРА . МЕТРОВ КРУПНОМАСШТАБНЫХ СТРУКТУР Б (ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЯХ, эажяюшкшш ся в том, что облучают нссле; nyetxytu ит|)9кту||у вяусткчвсжвм вмпулЬ сом с мовокромапческям частотвым ашопнешем, прваолат рассеяяаое структурой акустическое попе, авалазвружуг спектр эт(ях поля, выделяют в спектре частоту смешешп , отлвчяую от частот .эеаияаютш, по ней редепяют парамет{ ы хрупвомасштабвых структур, о т - лячаюшвйся т@4, что, с двлью повышеяп точкосп вамереввя за счет попучешш ннформашш в реальном масштабе VfSMetm, каменпот частоту монокроматкческого эапогамнкя акуспгаеского вмпульса, фиксируют частоту облучапце го и частоту смещеяп рассеянного акусiTtriecKBX попей, щт которых спектральная составлякоая, по частоте имеет макавлаяьвую янтенснввость, по «яамеренным частотам опрепеляют времен- § ной и простраиственный периоды -струйруры , а по янгевсивности спектральной ff составляжхцей на частоте смещения - яв тенсивпость вяхрей в ней.

042 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

OIWI

РЕСПУБЛИН

09) (10

А

ЗсЮ 6 01.й 29/00

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛА34 ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ

l Р,... Э

В АВТОРСИОВТ СВВВТВЛЬСТВТ 1

{ 21) 3446875/25-28

{22) 18. 02.82 (46) 23.11.83.Бюп. М 43 (72) А. Б. Езерский, А. Л, Фабрикант и М., И. Рабинович (71) Институт прикладной фнэики АН СССР (53) 620.179. 16 088.8) (56) 1. Дж. Бэтчелор. Введение в .динамику жидкости. M., 1973, с. 432433.

2. Турбулентность, принципы и приме, нение. Под ред. У.ФростаВ Т. Моулдена, М., Мин, 1980, с. 465 (nil >). (54)(S7) СПОООБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРА

МЕТРОВ КРУПНОМАСШТАБНЫХ СТРУКТУР В,ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЯХ, ; дуемую структуру акустическим импуль: с м с моноирааатическим частотным напяяФениемр припи1мают рассеннное струк» турой акустическое попе, аналижруют спектр этого поля, выделяют s спектре частоту emend, отличную ж частоты

aanongeaaa, a no ней онределнют параметры крупиамасагтабных структур, о т л и ч а ю m a и с н тем, что, с пенью повьпкежи точности и:ваерении аа счет жиучении информапии в -реальном масзятабе времени, иженают частоту asoaoaраиатического эапоанеиан акустического юаиульса, фиксируют частоту сблучаищего и частоту смещен расселило акустических попей, при которых спектральнан составлязОщэи, по частоте смещении имеет максимаш кую Йггенсивность, по,и:-меренпым чистотам определяют времен- I

Р ры, à ао интенсивности спектральной составли36н3ей на частоте смещении - инл тенсивность вихрей в ней.

1056042

Тираж 873 Подписное филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть испсаьзовано при диагностике турбулентных течений жидкости илн газа, возникающих окопо конструкций, методом акустической эхолокацин

Известен способ дистанционной диагностики турбулентных течений, заключающийся в том, что в турбулентйые тече ния вводят контрастные вещества, ви- !О зуально или при фиксации на носителефотопленке следят за их перемещением и по этим перемещениями судят о параметрах крупнойасштабных структур турбулентных течений (1 1 .

Недостатком этого способа является низкая точность измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения пара- 20 метров крупномасштабных структур в турбулентных течениях, заключаюцшйся в том, что облучают исследуемую структуру акустическим импульсом с монохроматическим частотным заполнением, при- 25 нимают рассеянное структурой акустическое поле, анализируют спектр этого поля, выделяют в спектре частоту смешения, отличную от частоты заполнения, и по ней определяют параметры крупномас-30 штабных структур 52) .

Недостатком известного способа является низкая точность изменения, связанная с невозможностью получения информа- З5 ции на больших расстояниях за время, сравнимое с временем изменения структуры.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет получения 40 информации в реальном масштабе временна

Эта цель достигается тем, что согласно способу измерения параметров крупномасштабных структур в турбулентных те- 4 чениях, заключающемуся в том, что облучают исследуемую структуру акустичес-. ким импульсом с монохроматическим частотным заполнением, принимают рассеянное структурой акустическое поле, анализируют спектр этого поля, выделяют в спектре частоту смешения, отличную

ВНИИПИ Заказ 9291/35

2 от частоты заполнения, и по ней определяют параметры крупномасштабных структур, изменяют частоту монохроматичного заполнения акустического импульса, фиксируют частоту,облучаюшего и частоту смещения рассеянного акустических полей, при которых спектральная сос тавляющая на частоте смеще.ния имеет максимальную интенсивность, по измеренным частотам определяют временной и пространственный период структуры, а по интенсивности спектральной составляющей на частоте смещения-интенсивность вихрей в ней.

Способ измерения параметров крупно-! масштабных структур в турбулентных течениях осуществляется следующим образом.

Исследуемую структуру турбулентных течений облучают акустическим преобразователем, расположенным на заданном расстоянии от нее. При этом излучается .импульс с монохроматическим частотным заполнением, Другим акустическим пре« образователем принимают акустическое поле, рассеянное структурой под определенным углом. Сигнал рассеянного акустического поля анализируется спектрально. В процессе измерений изменяют частоту монохроматического заполнения импульса облучаемого акустического поля.

При заданной частоте заполнения фиксируют частоту смещения рассеянного акустического поля и интенсивность этой спектральной составляющей. Устанавливают частоту облучающего и частоту смещения рассеянного акустических полей, при которых спектральная составляю-, щая на частоте смешения имеет максимальную интенсивность. По измеренным чаототам рассчитывают временной и пространственный периоды структуры, а по интенсивности спектральной составляк шей на частоте смещения определяют интенсивность вихрей а ней.

Таким образом, способ измерения параметров крупномасштабных структур турбулентных течениях позволяет значительно повысить точность измерения, так как при его осуществлении практически поучают всю информацию о турбуленз ,ных течениях в каждый мсмент времени.